Кіріспе
Мұхит бетінің температурасы (SST) – мұхиттың бетіне жақын температура. «Бет» терминінің нақты мағынасы әдебиетте және практикада әртүрлі болады. Әдетте, ол теңіз бетінен төмен, аралықта орналасады. Мұхит бетінің температурасы жағалауға жақын жердегі Жер атмосферасындағы ауа массаларын айтарлықтай өзгертеді. Жылы су айдындарының жел бағытымен соққан жақтарында, салқын ауа массасының ішінде қардың көп түсетін жергілікті аймақтары қалыптасуы мүмкін. Жылы мұхит бетінің температурасы мұхит үстіндегі циклонның пайда болуына және күшеюіне ықпал етеді. Тропикалық циклон салқындату есесін де тудыруы мүмкін. Бұл мұхиттың үстіңгі қабатының (араласуына байланысты. Мұхит бетінің температурасы күні бойы өзгеріп отырады, бірақ бұл оның үстіндегі ауа сияқты, алайда аз дәрежеде. Желді күндерде мұхит бетінің температурасы тыныш күндерге қарағанда аз өзгереді. Термохалиндік айналым әлемдік мұхиттардың көп бөлігіндегі мұхит бетінің орташа температурасына елеулі әсер етеді. Жағалаудағы SST жағалау желдерінің көтерілуіне (апвеллинг) себеп болуы мүмкін, бұл жақын жердегі құрлықтарды айтарлықтай салқындатуы немесе жылытуы мүмкін, бірақ континенттік шельфтегі сулар көбінесе жылырақ болады. Құрлықтан соққан желдер тіпті Оңтүстік Американың солтүстік-батыс жағалауы сияқты үнемі апвеллинг болатын жерлерде де едәуір жылынуға әкелуі мүмкін. Оның мәні сандық ауа-райы болжамында маңызды, өйткені SST атмосфераға жоғарыдан әсер етеді, мысалы, теңіз бризі мен теңіз тұманының қалыптасуында. Жаһандық орташа мұхит бетінің температурасы 1850–1900 жылдар мен 2011–2020 жылдар аралығында жаһандық жылыну салдарынан 0,88°C-қа өскені жоғары ықтималдықпен белгілі, оның көп бөлігі (0,60°C) 1980–2020 жылдар аралығында орын алған. Құрлықтағы температура мұхит температурасынан жылдам өсуде. Бұл мұхиттың климаттың өзгеруінен туындаған артық жылудың шамамен 90%-ын сіңіретініне байланысты.
Sea surface temperature (SST), or ocean surface temperature, is the ocean temperature close to the surface. The exact meaning of surface varies in the literature and in practice. It is usually between and below the sea surface. Sea surface temperatures greatly modify air masses in the Earth's atmosphere within a short distance of the shore. Local areas of heavy snow can form in bands downwind of warm water bodies within an otherwise cold air mass. Warm sea surface temperatures can develop and strengthen cyclones over the ocean. Tropical cyclones can also cause a cool wake. This is due to turbulent mixing of the upper of the ocean. Sea surface temperature changes during the day. This is like the air above it, but to a lesser degree. There is less variation in sea surface temperature on breezy days than on calm days. The thermohaline circulation has a major impact on average sea surface temperature throughout most of the world's oceans. Coastal SSTs can cause offshore winds to generate upwelling, which can significantly cool or warm nearby landmasses, but shallower waters over a continental shelf are often warmer. Onshore winds can cause a considerable warm up even in areas where upwelling is fairly constant, such as the northwest coast of South America. Its values are important within numerical weather prediction as the SST influences the atmosphere above, such as in the formation of sea breezes and sea fog. It is very likely that global mean sea surface temperature increased by 0.88°C between 1850–1900 and 2011–2020 due to global warming, with most of that warming (0.60°C) occurring between 1980 and 2020. The temperatures over land are rising faster than ocean temperatures. This is because the ocean absorbs about 90% of excess heat generated by climate change.
Анықтамалар
Теңіз бетінің температурасы (SST), немесе мұхит бетінің температурасы – мұхит бетіне жақын судың температурасы. Беттің нақты мағынасы қолданылатын өлшеу әдісіне қарай өзгереді, бірақ ол теңіз бетінен аралықта және одан төмен орналасқан. IPCC ұсынған теңіз бетінің температурасының анықтамасы метрлер санын нақты көрсетпейді, бірақ өлшеу техникасына көбірек назар аударады: Теңіз бетінің температурасы – «кемелер, буйлар және дрейфтермен өлшенген мұхиттың жоғарғы бірнеше метріндегі судың көлемдік температурасы. [ ] Инфрақызыл немесе микротолқынды сәулелену арқылы өлшенген беттік температура (ең жоғарғы қабат; миллиметрдің бір бөлігі) немесе шамамен бір сантиметрлік тереңдіктегі температура да қолданылады, бірақ олар көлемдік температураға сәйкес келуі керек». Одан тереңдегі температура мұхит температурасы немесе терең мұхит температурасы деп аталады. Мұхит температурасы (беттен 20 метрден терең) аймаққа және уақытқа қарай өзгереді және мұхиттың жылу сыйымдылығы мен қабаттануының өзгеруіне әсер етеді.
Жергілікті өзгерістер
SST-нің күндізгі ауытқуы бар, Жер атмосферасы сияқты, бірақ оның жоғары жылулық инерциясының арқасында бұл ауытқу аздау. Тыныш күндері температура шамамен өзгеруі мүмкін. Жағалауға жақын жерлерде, кейбір жағалау және ұзындық бойындағы желдер беткі қабаттағы жылы суды жағалаудан алысқа жылжытып, оны төмендегі салқын сумен алмастырады, бұл процеске Экман көлігі деп аталады. Бұл үлгі аймақтағы теңіз жануарлары үшін қоректік заттардың көбеюіне әкеледі және терең сулары өте қоректік заттарға бай болған аймақтарда айқын әсер етуі мүмкін. Өзен дельталарының жағалауындағы тұщы су тығыз теңіз суының үстінен ағып өтеді, бұл тік араласудың шектеулі болуына байланысты оның жылдам қызуына мүмкіндік береді. Сырттан алынған SST деректері тропикалық дауылдардың салдарынан туындаған беткі температураның өзгеруін анықтау үшін қолданылуы мүмкін. Жалпы, дауыл өткеннен кейін SST төмендеуі байқалады, бұл негізінен аралас қабаттың тереңдеуі және беткі жылудың жоғалуының нәтижесінде болады. Сахара шаңының Солтүстік Атлант мұхиты арқылы бірнеше күнге созылған таралуынан кейін, теңіз бетінің температурасы 0,2-ден 0,4°C-қа (0,3-тен 0,7°F-қа) төмендейді. Қысқа мерзімді SST ауытқуларының басқа да көздеріне экстратропикалық дауылдар, мұздықтардан тез ағып келетін тұщы су және маусымдық циклдарға немесе ауыл шаруашылығынан ағып келетін суға байланысты фитопланктонның шоғырланған гүлденуі жатады. Тропикалық мұхит 1950 жылдан бері басқа аймақтарға қарағанда жылдам қызып келеді, жылынудың ең жоғары қарқыны тропикалық Үнді мұхитында, Тынық мұхитының батысында және субтропикалық айналымдардың батыс шекаралық тогында байқалады. Атлантикалық көп жылдық осцилляция (AMO) Солтүстік Атлантикалық SST және Солтүстік жарты шар климатының маңызды қозғаушы күші болып табылады, бірақ AMO-ның өзгеруін анықтайтын механизмдер әлі толыққанды түсініксіз. Атмосфераның ішкі өзгеруі, мұхит айналымының өзгеруі немесе антропогендік факторлар AMO-мен байланысты температураның өзгеруін анықтауы мүмкін. Солтүстік Атлантикадағы бұл өзгерістер Солтүстік Тынық мұхитындағы субтропикалық желдерге әсер етіп, Тынық мұхитының батысындағы SST-нің жоғарылауына әкелуі мүмкін.
Өңірлік айырмашылықтар
Эль-Ниньо Тынық мұхитының беткі температурасының орташа мәнмен салыстырғанда ұзаққа созылатын айырмашылықтарымен анықталады. Қабылданған анықтама – оңтүстік-шығыс тропикалық Тынық мұхитында орташа есеппен кемінде 0,5°C (0,9°F) жылыну немесе салқындау. Әдетте, бұл аномалия 2–7 жылдық аралықта ретсіз пайда болады және тоғыз айдан екі жылға дейін сақталады. Орташа мерзімі 5 жылды құрайды. Егер бұл жылыну немесе салқындау тек жетіден тоғыз айға созылса, ол Эль-Ниньо/Ла-Нинья “қалпы” деп жіктеледі; ал егер одан ұзаққа созылса, онда Эль-Ниньо/Ла-Нинья “эпизоды” деп жіктеледі. Теңіз беті температурасының үлгісінде Эль-Ниньоның белгісі – батыс Тынық мұхиты мен Үнді мұхитынан шығыс Тынық мұхитына жылы судың таралуы. Ол бірге жаңбырды алып келеді, батыс Тынық мұхитында кең ауқымды құрғақшылыққа, ал әдетте құрғақ шығыс Тынық мұхитында жауын-шашынға себеп болады. Эль-Ниньоның жылы, қоректік заттарға кедей тропикалық судың ағысы, экваторлық тоқсанның шығысқа қарай жылжуымен қыздырылып, Гумбольдт тоғысының суық, қоректік заттарға бай беткі суын ығыстырады. Эль-Ниньо жағдайлары көп айларға созылғанда, кең ауқымды мұхиттың жылынуы және шығыс желдерінің әлсіреуі суық, қоректік заттарға бай терең судың көтерілуін шектейді, бұл жергілікті балық аулаудың халықаралық нарыққа экономикалық әсерін күрт арттыруы мүмкін. Ғалымдар арасында тропикалық Тынық мұхитының жүз жылдық масштабта Эль-Ниньоға ұқсас орташа үлгіге өтуіне орташа деңгейде сенім бар, бірақ климаттық модельдерде Эль-Ниньоның өзгеруін бейнелеудің қиындығына байланысты тропикалық Тынық мұхитының ССТ болжамдарында әлі де жоғары белгісіздік сақталады.
Климаттың өзгеруіне байланысты соңғы уақыттағы өсім
Жалпы алғанда, ғалымдар 2050 жылға дейін мұхиттардың барлық аймақтарының қызуы күтілетінін болжайды, бірақ субполярлық Солтүстік Атлантика, экваторлық Тынық мұхиты және Оңтүстік мұхитындағы су температурасының (SST) өзгеруіне қатысты модельдер арасында келіспеушілік бар.
Термометрлер
SST өлшенетін алғашқы океанографиялық айнымалылардың бірі болды. Бенджамин Франклин 18 ғасырдың соңында Мексика ағысының зерттеуін жүргізе келе, АҚШ пен Еуропа арасында саяхаттайтын кемеден сынап термометрін іліп қойды. Кейіннен SST теңіз бетінен қолмен алынған суға термометрді батырып өлшенді. SST-ны анықтаудың алғашқы автоматтандырылған әдісі 1963 жылы үлкен кемелердің су қабылдау портындағы су температурасын өлшеу арқылы іске асырылды. Бұл бақылаулар қозғалтқыш бөлімінің жылуына байланысты шамалы жылы қателікке ие. Тұрақты метеорологиялық буялар су температурасын белгілі бір тереңдікте өлшейді. SST өлшемдері соңғы 130 жылда оларды алу тәсіліне байланысты тұрақсыздықтарды көрсетті. 19 ғасырда өлшемдер кемеден түскен шелектерде жүргізілді. Алайда, шелектердің өзгешелігіне байланысты температурада шамалы айырмашылықтар байқалды. Үлгілер ағаштан жасалған немесе оқшауланбаған кенептен жасалған шелектерден алынды, бірақ кенептен жасалған шелек ағаш шелекке қарағанда тез суыды. 1940 және 1941 жылдар аралығындағы температураның күрт өзгеруі құжатталмаған процедуралық өзгерістің нәтижесі болды. Үлгілер қозғалтқышқа жақын алынды, өйткені түнде кемеден өлшеу үшін шамдарды пайдалану қауіпті болды. Әлемде әртүрлі конструкцияларға ие, әртүрлі жүзу буялары бар, сондай-ақ сенімді температура сенсорларының орналасуы да әртүрлі. Бұл өлшемдер автоматтандырылған және дереу деректерді тарату үшін спутниктерге жіберіледі. АҚШ суларындағы жағалау буяларының кең желісін Ұлттық деректер буя орталығы (NDBC) күзетеді. 1985 және 1994 жылдар аралығында Эль-Ниньо құбылысын бақылауға және болжауға көмектесу үшін Тынық мұхитының экваторлық аймағында бекітілген және еркін жүзетін буялардың кең ауқымы орналастырылды.
Тропикалық циклондар
Мұхиттың кемінде 26,5 °C (79,7 °F) температурасы, кем дегенде 50 метр тереңдікте, тропикалық циклонды (мезоциклонның бір түрі) сақтау үшін қажетті алғышарттардың бірі болып табылады. Бұл жылы сулар тропикалық жүйелерді қуаттандыратын жылулық ядроны сақтау үшін қажет. Бұл көрсеткіш мұхиттардың ұзақ мерзімді жаһандық орташа температурасынан – 16,1 °C (60,9 °F) жоғары. Дегенмен, бұл талапты жалпы базалық деңгей ретінде қарастыру керек, себебі ол ауа райының бұзылу аймағын қоршаған атмосфералық ортада орташа жағдайлар бар деген болжамға негізделген. Тропикалық циклонның күшеюі кейде SST температурасы осы стандарттан сәл төмен болғанда да байқалады. Тропикалық циклон қалыпты жағдайлар орындалмаған кезде де пайда болуы мүмкін. Мысалы, биіктеп орналасқан ауа температурасы (мысалы, 500 гПа деңгейінде немесе 5,9 км биіктікте) төменгі су температурасында тропикалық циклогенезге алып келуі мүмкін, себебі атмосфераны конвекцияға жеткілікті түрде тұрақсыз ету үшін белгілі бір температура градиенті қажет. Ылғалды атмосферада бұл градиент 6,5 °C/км, ал салыстырмалы ылғалдылығы 100%-дан төмен атмосферада қажетті градиент 9,8 °C/км құрайды. 500 гПа деңгейіндегі ауа температурасы тропикте орташа есеппен -7 °C (18 °F) тең, бірақ тропиктегі ауа әдетте осы биіктікте құрғақ болады, бұл ауаның ылғалдылығын арттырып, салқындауына және конвекцияны қолдайтын қолайлы температураға жетуіне мүмкіндік береді. Су температурасы 26,5 °C (80 °F) болғанда, конвекцияны бастау үшін 500 гПа деңгейіндегі тропикалық атмосферада 13,2 °C (8 °F) ылғалды шам температурасы қажет, ал бұл температура талабы теңіз беті температурасының әр 1 °C өзгеруіне 500 гПа деңгейіндегі температураның 1 °C өзгеруіне пропорционалды түрде артады немесе төмендейді. Суық циклонның ішінде 500 гПа температурасы -30 °C (22 °F) дейін төмендеуі мүмкін, бұл тіпті ең құрғақ атмосферада да конвекцияны бастауы мүмкін. Бұл сондай-ақ тропосфераның орта деңгейіндегі ылғалдың, шамамен 500 гПа деңгейінде, даму үшін қажеттілігін түсіндіреді. Алайда, егер сол биіктікте құрғақ ауа табылса, 500 гПа температурасы одан да төмен болуы керек, себебі құрғақ атмосфералар тұрақсыздық үшін ылғалды атмосфераларға қарағанда үлкен температура градиентін қажет етеді. Тропопаузаға жақын биіктікте 30 жылдық орташа температура (1961 жылдан 1990 жылға дейінгі кезеңде өлшенген) -77 °C (-132 °F) құрады. 2005 жылғы Атлантикадағы дауыл маусымының соңында Эпсилон циклонның салқын суларда өзін сақтап қалған мысалы болды.